Khai thác kỹ thuật xe hai thân

Xe hai thân là loại xe công trình thuộc loại thiết bị cơ giới, đây là dòng xe được sử dụng phổ bến hiện nay, tùy thuộc vào từng loại xe hai thân mà chúng có những công dụng khác nhau như

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE HAI THÂN

1 Tổng quan về xe hai thân.

1 Công dụng

Xe hai thân là loại xe công trình thuộc loại thiết bị cơ giới, đây là dòng xe được sử dụng phổ bến hiện nay, tùy thuộc vào từng loại xe hai thân mà chúng có những công dụng khác nhau như để bốc xúc đất, đá,vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy, để đổ lên thiết bị vận chuyển khác Một số loại được sử dụng để đầm nén đất, đá cấp phối và vật liệu làm đường hoặc để vận chuyển đất cát, xe phục vụ thi công các công trình xây dựng trong công nghiệp, giao thông, thủy lợi

2 Phân loại xe hai thân.

- Theo kết cấu và công dụng :

+ Xe hai thân loại xúc lật (wheel loader)

+ Xe hai thân loạilu rung (Vibratory Roller)

+ Xe hai than loại ben vận chuyển (Articulated Dump Truck)…

Hình 1.1: Máy xúc lật của hãng KOMAT’SU (lái bằng bẻ thân)

Hình 1.2: Xe lu rung Vibratory Roller (lái bằng bẻ thân)

Hình 1.3: Lu loại 2 bánh thép (lái bằng bẻ thân)

Hình 1.4: Xe dumptruck HM400 của hãng KOMAT’SU (lái bằng bẻ thân)

Hình 1.5: Xe dumptruck A40D của hãng VOLVO (lái bằng bẻ thân)

2 Giới thiệu một số loại xe hai thân.

1 Xe hai thân loại xúc lật.

1 Tổng quan về xe hai thân loại xúc lật.

Xe hai thân loại xúc là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng chính để bốc xúc đất, đá và vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy, để

đổ lên thiết bị vận chuyển khác (ô tô tải) hay kho chứa với độ cao đổ nhất định cao hơn nền đất Máy xúc lật hoàn toàn có thể dùng để đào đất đá từ mềm đến cứng vừa (đất cấp I, II), dạng rời hay liền thổ nhưng vị trí đào nằm ngang hoặc cao hơn vị trí máy đứng (cao hơn nền đất máy đứng) Máy xúc lật được sử dụng nhiều trong xây

dựng, khai thác mỏ, vận tải (bốc xúc hàng hóa ở kho bãi)

Ở máy xúc lật một gầu tự hành, thiết bị làm việc trực tiếp với vật liệu là gầu xúc, nó được lắp chốt bản lề với một tay cần, đầu kia của tay cần được lắp chốt bản lề với

khung máy kéo hoặc dầu kéo Tay gầu quay tương đối được với khung và gầu là nhờ các xy lanh thuỷ lực được cấp dầu cao áp từ máy bơm, máy bơm dược dẫn động từ động cơ đốt trong của máy kéo.

Thông số cơ bản của máy bốc xúc một gầu là tải trọng nâng của nó Đối với loại máy

đổ vật liệu phía trước là vật liệu chứa trong gầu, đối với loại máy đổ vật liệu phía bên hông, ngoài trọng lượng của vật liệu chứa trong gầu còn phải kể đến trọng lượng bộ phận công tác Sức nâng của máy xúc một gầu di chuyển bánh lốp từ 0,32-5 tấn.

Cho gầu xúc vật liệu được thực hiện bằng hai phương pháp :

+ Phương pháp 1: Hạ gầu xuống đống vật liệu,cho máy tịnh tiến,lúc đầu gầu cắm vào đống vật liệu, nhờ lực đẩy của máy gầu cắm sâu vào đống vật liệu ,sau đó nâng gầu lên vật liệu sẽ được chất đầy trong gầu.

+ Phương pháp 2: Hạ gầu xuống đống vật liệu,cho máy tịnh tiến cắm vào đốn vật liệu với chiều sâu không lớn, sau đó vừa nâng gầu lên vừa cho di chuyển máy chậm

về phía trước,gầu sẽ được chất đầy vật liệu từ từ.

Theo phương pháp hai đạt hiệu quả cao hơn, vì khi gặp vật liệu cục không thể đưa sâu gầu một lần vào đống vật liệu được, do lực cắm lưỡi gầu lớn, bộ phận di chuyển máy sẽ bị trượt Do đó gầu được đưa vào đống vật liệu cục phải từng nấc sẽ thuận lợi hơn, giảm được lực cản Theo phương pháp hai sẽ tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp một, nhưng năng suất thấp hơn.

Mức độ cắm gầu vào đống vật liệu phụ thuộc vào vị trí của tay gầu, tầm quay càng đặt cao, chiều sâu cắm được gầu vào đống vật liệu càng nhỏ Tốc độ gầu khi xúc vật liệu nằm trong giới hạn từ(1-1,5)m/s Chiều cao nâng gầu phải đảm bảo cho gầu có thể đổ được vào thùng xe ôtô hoặc phễu chứa vật liệu Nếu sức nâng của gầu (1,25- 5) tấn thì chiều cao nâng gầu là (2,8-3,6)m Máy xúc lật một gầu bánh hơi thường được trang bị bộ biến tốc thuỷ lực,đảm bảo tốc độ di chuyển có thể thay đổi tốc độ vô cấp từ(0-40)km/h Khối lượng riêng của máy bốc xúc một gầu di chuyển bánh hơi thường (3-4)tấn trên một tấn sức nâng của gầu Công suất cần thiết của động cơ được xác định từ trọng lượng máy và tốc độ di chuyển của máy, thường cứ (25- 35)KW trên một tấn sức nâng của gầu…

1.2.1.2 Công dụng và phạm vi sử dụng của xe hai thân loại xúc lật.

+ Máy xúc lật trong xây dựng được sử dụng để xếp dỡ, vận chuyển với cự ly ngắn các loại vật liệu rời (cát đá sỏi), tơi hoặc dính, xúc các loại hàng rời, hàng cục nhỏ.

+ Khai thác (đào và xúc)đất thuộc nhóm: I và II và đổ lên các thiết bị vận chuyển.

+ Có thể vận chuyển các loại vật liệu trên trong cự ly đến 1Km

+ Nó được sử dụng rộng rãi trong các mỏ đá, trong các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng,trong các kho bãi chứa vật liệu xây dựng và trong các trạm sản xuất bê tông tươi,bê tông Atphal Ngoài ra máy bốc xúc còn được sử dụng vào một số công việc khác tuỳ vào bộ công tác của từng máy mà ta có công dụng riêng.

Hình 1.6: Các loại hình làm việc chủ yếu của máy xúc lật.

1.2.1.3 Phân loại xe hai thân loại xúc lật.

Các máy xúc lật tuy rất đa dạng về hình dáng nhưng có thể phân loại theo các dạng sau:

- Theo dung tích gầu người ta chia ra các loại:

+ Máy xúc lật loại nhỏ: Có dung tích gầu từ 0,15m³ đến1m³

+ Máy xúc lật loại trung bình: Có dung tích gầu từ 1,25m³ đến 4m³.

+ Máy xúc lật loại lớn: Có dung tích gầu trên 4m³.

- Theo điều kiện làm việc:

+ Máy xúc lật làm việc liên tục.

+ Máy xúc lật làm việc theo chu kỳ.

4 Cấu tạo chung của xe hai thân loại xúc lật.

Hình 1.7: Cấu tạo chung của xe hai thân loại xúc lật.

Hình 1.8: Kết cấu khung trước và sau xe hai thân loại xúc lật.

5 Cấu tạo tổng thể của xe hai thân loại xúc lật.

Máy xúc lật có bộ công tác đạt trên mấy cơ sở Bộ công tác của máy gồm: Cần, tay gầu, gầu _răng gầu, các chốt liên kết và hệ thống xi lanh thuỷ lực Cần là bộ phận nâng gầu lên cao phục vụ quá trình xúc và đưa vật liệu lên cao.Cần được nâng lên nhờ hai xi lanh thuỷ lực đặt ở hai bên máy Tay gầu là bộ phận để thay đổi góc cắt đất và lật gầu khi đổ vật lệu Tay gầu được điều khiển bằng xi lanh tay gầu đặt ở trước máy Gầu để đựng vật liệu, răng gầu có tác dụng để chống mòn và gẵy lưỡi gầu khi gặp vật liệu cứng Răng gầu khi mòn có thể thay thế nhanh chóng Ở bộ công tác còn có bộ phận là khớp và chốt liên kiết, chúng có tác dụng để liên kết các chi tiết lại với nhau.

Máy cơ sở của máy bốc xúc một gầu gồm các phần động lực, bộ di chuyển, khung máy và ca bin lái.

Máy xúc lật bánh hơi sử dụng động cơ Diezen 4 kì, đặt ở phía sau máy, các xi lanh được đặt thẳng đứng, thân máy và ca bin được đặt ở trên xát xi Hệ thống điều khiển được đặt trong ca bin lái Hệ thống điều khiển bằng điện điều khiển các xi lanh tay gầu, xi lanh cần và xi lanh lái máy bốc xúc một gầu có bánh trước và bánh sau đều là bánh chủ động nên rất cơ động và dể di chuyển trong quá trình làm việc.

6 Nguyên lý làm việc của xe hai than loại xúc lật.

Máy làm việc theo chu kỳ, đất(vật liệu) xả qua miệng gầu Đưa máy về vị trí làm việc,

hạ gầu tiếp xúc với nền đất(vật liệu) Dùng xy lanh điều khiển tay cần và gầu ở vị trí phù hợp với đối tượng làm việc Cho máy di chuyển với vận tốc xúc đất Gầu tiến hành xúc đất( vật liệu) vào gầu.

Gần cuối quá trình xúc đất, dùng xy lanh điều khiển tay cần và gầu sao cho khi nâng gầu lên thì đất(vật liệu) không bị rơi ra ngoài Nâng gầu(nâng tay cần) nhờ xy lanh Đưa máy về vị trí xả đất(vật liệu) bằng cách tiến hoặc lùi máy Loại máy xúc lật này không có cơ cấu quay Đất( vật liệu) xả thành đống hoặc xả trực tiếp vào thiết bị vận chuyển.

7 Một số vấn đề trong sử dụng và thi công xe hai thân loại xúc lật.

a Các mức đánh giá về gầu xúc đối với các máy xúc lật.

- Sức chứa chất đống của một gầu xúc của máy bốc xúc được dựa trên các tiêu chuẩn SAE Tiêu chuẩn này quy định góc dốc tự nhiên của vật liệu là 2:1 đối với phần vật liệu nằm ở phía trên của sức chứa gạt bằng Sự điều chỉnh theo hệ số đầy gầu đối với một gầu xúc của máy bốc xúc điều chỉnh sức chứa chất đống đổi theo khối vật liệu rời(ICY) dựa trên loại vật liệu được đào.

- Khi khối vật liệu theo thể tích của một gầu xúc được xác định, bắt buộc phải kiểm tra

về trọng lượng đối với tải Khác với máy đào, để đưa gầu xúc vào vị trí đổ, máy bốc xúc bắt buộc phải quay và di chuyển cùng với tải S EA đã thiết lập các giới hạn về trọng lượng tải hoạt động đối với các máy bốc xúc Một máy bốc xúc bánh lốp bị giới hạn bởi tải hoạt động, theo trọng lượng, giá trị này nhỏ hơn 50% của tải trọng đầy

đủ tĩnh được xác định theo trọng lượng kết hợp của tảivà gầu xúc, được đo từ trọng tâm của thiết bị đến cự li tiếp cận tối đa của gầu xúc, với đối trọng và các lốp thường Với trường hợp máy bốc xúc bánh xích, tải trọng hoạt động được giới hạn dưới 35% của tải trọng tĩnh Hầu hết các gầu xúc được thiết kế kích thước dựa trên trọng lượng tiêu chuẩn 3.000 lb trên Cuyd vật liệu rời.

b Các mức sản lượng của các máy xúc lật bánh lốp:

Mức năng suất của một máy bốc xúc sẽ phụ thuộc vào:

- Thời gian cố định cần thiết để chất tải cho gầu xú,đổi số,quay đầu và đổ tải.

- Thời gian cần thiết để di chưyềnt vị trí chất tải.

- Thể tích thực tế của vật liệu được vận chuyển trong mỗi chuyến.

Các máy bốc xúc bánh lốp có khả năng di chuyển tốt hơn và có thể di chuyển với tốc

độ cao hơn trên các mặt đường vận chuyển êm thuận, các mức năng suất của chúng cao hơn so với các thiết bị bánh xích trong các điều kiện thuận lợi đòi hỏi cự li di chuyển dài.

8 Tình hình xe hai thân loại xúc lật ở Việt Nam.

Những năm gần đây,mức độ cơ giới hoá trong lĩnh vực thi công ở nước ta ngày càng tăng,tính đến năm 1993 tổng số thiết bị cơ giới hoá đã tăng lên tới 40.000 chiếc, bao gồm gần 50 chủng loại khác nhau của khoảng 24 nước sản xuất Trong đó bộ giao thông vận tải quản lý trên 20% Do số lượng máy móc quá nhiều gây khó khăn cho công tác quản lý, khai thác những máy móc thiết bị thường được nhập từ các nước Đông Âu từ những thập kỉ trước nên tính tối ưu của bộ công tác và máy cơ sở còn nhiều hạn chế Hiện nay do điều kiện kinh tế nước ta còn kém phát triển,việc nhập khẩu hay đầu tư chế tạo máy mới gặp rất nhiều khó khăn Vì vậy việc khai thác các thiết bị máy móc đã có và tối ưu hoá bộ công tác để phù hợp với tình hình sử dụng của nước ta là công việc rất quan trọng và cần thiết.

2 Xe hai thân loại lu rung.

1 Tổng quan về xe hai thân loại lu rung.

Máy lu hay còn gọi là xe lu, xe hủ lô là một máy được sử dụng để đầm nén đất, cấp

phối và vật liệu làm đường, trong công việc làm sân, đường, sân bay, đê điều Nó

phục vụ thi công các công trình xây dựng trong công nghiệp, giao thông, thủy lợi, nông nghiệp và các công trình phát triển cơ sở hạ tầng khác có nhu cầu đầm nén.

Các máy lu thường có một hoặc hai ống trụ và có khối lượng lớn, để các ống trụ nén

với lực lớn, nhờ vào lực hấp dẫn của Trái Đất, lên bề mặt đất đá hay vật liệu; khiến

các mảnh vật liệu được tách nhỏ, phân phối đều, nén chặt, phẳng mịn Một số máy có ống trụ rung để tác động rải vật liệu hiệu quả.

- Cơ cấu di chuyển:

Hình1.9: Cơ cấu di chuyển của xe hai thân loại lu rung.

Sử dụng bơm mạch kín cấp dầu trực tiếp cho motor di chuyển bánh thép và motor di chuyển bánh lốp (có thể chỉ cần một motor di chuyển bánh lốp được cắm trực tiếp vào cầu xe).

- Cơ cấu rung:

Hình1.10: Cơ cấu rung của xe hai thân loại lu rung.

2 Công dụng và phạm vi sử dụng của xe hai thân loại lu rung.

- Máy lu nhằm làm cho đất được nén chặt lại, khối lượng riêng và độ bền chặt của đất tăng lên để đủ sức chịu tác dụng của tải trọng, chống lún, nứt nẻ chống thấm…

- Sử dụng trong thi công các công trình xây dựng trong công nghiệp, giao thông, thủy lợi, nông nghiệpvà các công trình phát triển cơ sở hạ tầng khác có nhu cầu đầm nén.

3 Phân loại xe hai thân loại lu rung.

a Máy lu rung:

Hình1.11: Xe lu rung của hãng LiuGong Máy đầm bằng lực động, tải trọng thường từ 12-16 tấn, khi rung tải trọng có thể lên tới 25 -30 tấn Cấu tạo thường gồm 2 bánh lốp, một bánh sắt.

b Máy lu tĩnh:

Có 3 loại: Lu bánh thép, lu bánh lốp, lu chân cừu.

 Lu bánh thép:

- Cấu tạo:

Hình1.12: Xe lu rung bánh thép của hang LiuGong

Hình1.13: Xe hai thân loại lu rung chân cừu của hang LiuGong

- Bộ phận công tác:

Quả lăn có thể gia tải được như lu bánh thép nhưng trên bề mặt bánh có các vấu sắp xếp theo hình bàn cờ hay hình mắt áo (ô chữ nhật hay ô tam giác) Vấu có nhiều hình dạng khác nhau, phổ biến là kiểu vấu hình chóp cụt và hình nón.

3 Xe hai thân loại xe ben vận chuyển.

1.2.3.1 Công dụng và phạm vi sử dụng.

- Xe hai thân loại xe ben vận chuyển là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng chính là vận chuyển đất đá vật liệu từ nơi này đến nơi khác trong khoảng cách xa và quãng đường di chuyển khó khăn

- Xe hai thân loại xe ben vận chuyển thường sử dụng trong khai thác than, đá, quặng… với điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Hình 1.14: Xe hai thân loại xe ben vận chuyển hãng Doosan.

Hình 1.15: Địa hình làm việc chủ yếu của xe hai thân loại xe ben vận chuyển.

2 Cấu tạo chung.

Hình 1.16: Cấu tạo chung của xe hai thân loại xe ben vận chuyển.

1.2.3.2 Các hệ thống chính.

a) Hệ thống di chuyển.

Hình 1.17: Hệ thống di chuyển của xe ben vận chuyển.

Xe sử du ̣ng hê ̣ thống di chuyển bánh lốp với 3 cầu chủ đô ̣ng (1 cầu trước và 2 cầu sau)

b) Khung xe

Hình 1.18: Kết cấu khung của xe ben vận chuyển.

- Kết cấu khung xe hai thân loa ̣i xe ben vâ ̣n chuyển gồm 2 phần chính: Phần khung xe trước và phần khung xe sau

- Khung xe trước và khung xe sau được nối với nhau bằng khớp quay Hai thân có khả năng quay tương ứng với nhau

Hình 1.19: Khớp nối hai thân của xe ben vận chuyển.

Khớp nối giữa thân trước và thân sau xe ben vâ ̣n chuyển (Articulated Dump Truck) giúp xe đánh lái sang trái hoă ̣c sang phải nhờ xi lanh thủy lực Để tránh tình tra ̣ng khớp nối bi ̣ bẻ cong, bi ̣ xoắn khi quay vòng hoă ̣c khi bánh xe hai bên ở đô ̣ cao khác nhau, người ta sử du ̣ng mô ̣t tru ̣c xoay ở khớp nối thân sau với khung sau

Điểm khác biệt cơ bản giữa xe Articulated Dump Truck với các loại xe vận chuyển khác chính là ở kết cấu khớp xoay thân Khớp xoay này vừa là cầu nối giữa thântrước và thân sau vừa làm nhiệm vụ chống xoắn giữa hai thân Kết cấu này gọn tiện nhưng vẫn đảm bảo các tính năng cơ học của thân xe

3 Công tác sử dụng xe hai thân trên công trường

3 Một số vấn đề chung về sử dụng xe xúc lật trên công trường

1 Quy định chung về an toàn lao động trong sử dụng xe hai thân.

An toàn lao động có ý nghĩa to lớn trong việc bảo vệ tính mạng con người, máy móc, tiến độ thi công và năng suất lao động Thi công bằng cơ giới, về mặt nào đó đã có ý nghĩa an toàn lao động vì con người không trực tiếp với đối tượng thi công( đất đá,vật nâng nặng vv…) nên ít xảy ra tai nạn, tuy nhiên vì vậy mà có thể coi thường kĩ thuật an toàn lao động trong khi sử dụng máy xây dựng Thực tế đã cho thấy những

sự cố mất an toàn trong sử dụng máy đã đưa đến những hậu quả nghiêm trọng hơn

cả khi thi công thủ công Có khi làm thiệt hại tính mạng đến hàng trăm con người, làm thiệt hại hàng tỷ đồng và có khi phải đình chỉ cả hạng mục công trình đang xây dựng dở.

An toàn lao động phải được chú ý đến tất cả các khâu, từ điều hành phương án thi công, tổ chức thi công đến điều khiển và chăm sóc bảo dưỡng máy.

Nói chung, khi thiết kế chế tạo, máy móc đã được tính toán với độ bền, độ ổn định, độ tin cậy và tuổi thọ nhất định; đồng thời cũng trang bị nhiều thiết bịan toàn cho các

cơ cấu và toàn bộ máy, như hạn chế độ nâng cao, hạn chế tải trọng tối đa, hạn chế tốc độ, hạn chế hành trình công tác, bao che các bộ phận nguy hiểm, chống sét vv… Song trong thực tế do không hiểu biết về tính năng kĩ thuật máy móc hoặc coi

thường các quy trình, quy phạm an toàn trong vận hành máy mà gây thiệt hại cho người và máy Do đó phải thường xuyên giáo dục, nhắc nhở công nhân điều khiển máy phải tuân thủ nghiêm ngặt những quy định về an toàn chung như sau: